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聚酯增塑剂的应用及研究进展

发布日期:2019/12/13 15:33:07

背景及概述[1]

聚酯增塑剂是一种性能优良的环保安全型增塑剂,与传统的单体型增塑剂相比,聚酯增塑剂因其大分子量的特性,与高分子材料相容性好,有优秀的耐溶剂抽出性能和抗迁移性能,大幅度改善塑料制品的耐久性和安全性。聚酯增塑剂是一种线型的高分子聚合物,通常用二元酸和二元醇作为原料,先酯化后聚合形成,分子量范围大多在800~8000之间。聚酯增塑剂具有与树脂大分子相近的分子量,而且含有大量羰基基团,可以与聚氯乙烯中的α-H或β-H形成氢键作用,与氯原子存在偶极-偶极相互作用,因此与树脂大分子相容性良好,迁移性小,耐抽出性突出,享有“永久性增塑剂”的美誉。

制备[1]

聚酯增塑剂大多是以二元酸和二元醇为原料,在催化剂作用下,先酯化再聚合而成,可按照所用的二元酸进行分类,最常用的二元酸是己二酸。以二元酸和二元醇为原料制备聚酯的反应式如下:

用一元醇做封端剂:

用一元酸做封端剂:

应用[1]

工业生产中只有聚酯类增塑剂属于聚合型增塑剂,这是一种性能优良的新型增塑剂。与传统的单体型增塑剂相比,聚酯增塑剂分子量大,低毒,与PVC相容性好,挥发性小,耐溶剂抽出性优良。聚酯增塑剂广泛应用于在油、脂及乳液环境中仍要保持特有化学性质的领域,如耐油电缆、煤气胶管、乳制品机械及瓶盖垫片、耐油软管、油矿电缆护套等。聚酯增塑剂还可应用在橡胶材料中,能有效改善其耐油性、耐固体迁移性以及加工性。

研究进展[1]

1 提升聚酯增塑剂耐迁移性能的研究

张珍用己二酸和乙二醇制备聚己二酸乙二醇酯,该聚酯与PVC的相容性、抗迁移性、耐抽出性都比传统的邻苯二甲酸(2-乙基己基)酯(DOP)好。李成成以乙基己醇为封端剂,将己二酸分别与二、三甘醇反应制备己二酸类聚酯增塑剂,较DOP具有更好的耐挥发性、耐溶剂抽出性和抗固体迁移性。刘三荣等将工业副产物尼龙酸高值化制备成一系列尼龙酸聚酯增塑剂,该类聚酯增塑剂具有较好增塑效果,且原料来源广泛,适合大规模生产。YinB等用氧化二丁基锡催化葡萄糖等原料转化制备三种葡萄糖己酸酯,这三种聚酯与PVC相容性好,提高了PVC的加工性,具有显著增塑效果。

2 增强聚酯增塑剂热稳定性的研究

张冬珍用己二酸和新戊二醇制备聚己二酸新戊二醇酯增塑剂,应用于PVC制品中,不止表现出较好的耐固体迁移性和热稳定性,还表现出理想的电气性能。沈敏亮用六氢苯酐和二甘醇为原料,以钛系催化剂中的钛酸正四丁酯为催化剂,制备聚二甲酸二甘醇酯类增塑剂,具有较好的热稳定性。YinB等用异山梨醇分别与己二酸、辛二酸反应制备异山梨醇类聚酯增塑剂,此类增塑剂与PVC相容性好,添加量较少即可达到较好增塑效果,且具有较高热稳定性。张欣华用2-甲基丁二酸和二元醇制备了4种丁二酸类聚酯增塑剂,这4种增塑剂可提升PVC可塑性,增塑效果好,且能提高材料的耐热性,耐溶剂性优良,综合性能优于DOP。

3 提高聚酯增塑剂增塑效率的研究

苗红艳等用乙基己醇封端,将纳迪克酸酐和甲基丙二醇反应制备纳迪克酸酐类聚酯增塑剂,对比实验结果表明,该聚酯比传统增塑剂和柠檬酸三丁酯具有更好的耐固体迁移性、耐溶剂抽出性,较高的增塑效率以及耐热性。谢腾腾将丁二酸和二元醇反应制备4种聚酯增塑剂,所制备的增塑剂与材料具有良好相容性,大幅度降低加工温度,耐久性好,添加量较少即可达到较好增塑效果,并且具有较好的生物降解性。WoohyukChoi等以二季戊四醇,三羟甲基丙烷和ε-己内酯为原料,以乙酸酐为封端剂,合成四种非缠结星型聚(ε-己内酯)。这4种聚酯增塑剂都能降低材料的玻璃化转化温度,因此易于加工,增塑效率高,耐抽出性远高于DOP。

4 聚酯增塑剂复配性能研究

AbdelwahabMA合成了Lapol108聚酯增塑剂,可提升PLA/PHB材料的相容性、可塑化性、可生物降解性,并且保持了材料良好的热稳定性。戴继湘等用聚酯多元醇合成了改性的超支化聚酯增塑剂,该聚酯与DOP复配应用于PVC中可减弱DOP的挥发性和抽出率。

主要参考资料

[1]黄冬婷,孟飞,梁磊,朱文浩,黄俊生.聚酯增塑剂的研究进展[J].广州化工,2018,46(08):5-7.

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